Beton im kommunalen Straßenbau

Sparen ist für die Kommunen wichtig, aber ein funktionierendes Straßennetz als wesentlicher Vorteil der Gemeinden im Wettbewerb um die Gunst Gewerbesteuer zahlender Unternehmen und Neubürger auch. Deshalb sollten schon bei der Entscheidung für die Bauart kommunaler Straßen die Unterhaltungskosten einbezogen werden.

Angesichts steigender Belastung der Stadtverkehrsflächen - vor allem der Busfahrstreifen, der Busbahnhöfe, der Kreisverkehre und der Kreuzungsbereiche – durch zunehmende Fahrzeugdichte und höhere Achslasten im Schwerverkehr, können sich Fahrbahnbefestigungen mit Beton auch im kommunalen Bereich als sinnvoll erweisen. Die üblichen Bauweisen mit Asphalt haben bei diesen Verkehrsflächen ihre Leistungsgrenze erreicht. Hoher Verschleiß, Spurrinnen, Aufquetschungen und Wellen sind die Folge. Die hohe Verkehrsdichte lässt aber eine Sperrung der Fahrbahnen für Reparaturen kaum noch zu. Erhaltungsarbeiten führen mehr und mehr zu Staus [1].

Mit Beton befestigte Verkehrsflächen haben sich bewährt und sind wirtschaftlich. Sie sind außerdem hell, griffig, lärmmindernd, verformungsstabil, hoch belastbar, anerkannt dauerhaft und erfordern kaum Maßnahmen der baulichen Erhaltung.

Einfacher Einbau

Mit Fließmittel hergestellt ist Beton einfach und leicht einzubauen, auch von Tiefbauunternehmen, die bisher wenig Erfahrungen im eigentlichen Betondeckenbau haben. Schweres Gerät (Straßenfertiger) ist für den Einbau von Straßenbeton mit Fließmittel nicht erforderlich. Der Einbau des Straßenbetons mit einem Gleitschalungsfertiger ist nur dann sinnvoll, wenn das geeignete Einbaugerät zu Verfügung steht und die zu bauende Verkehrsfläche den Fertigereinsatz lohnend erscheinen lässt [1]. Die Befestigung von Verkehrsflächen in Pflasterbauweise erfolgt rationell und kostengünstig mit der maschinellen Verlegung.

Stabil, dauerhaft, wirtschaftlich

Die Nutzungsdauer einer Fahrbahndecke aus Beton beträgt im Allgemeinen 30 Jahre. Vereinzelt liegen einige in den 50er Jahren des letzten Jahrhunderts oder früher gebaute Betondecken auf städtischen Straßen und Wegen auch heute noch unter Verkehr [1]. Die Zahl der städtischen Straßenbaustellen und der damit verbundenen Verkehrsstörungen ließe sich bei vermehrten Einsatz der Betonbauweise reduzieren. Bei höheren Temperaturen und/oder erhöhter Verkehrsbelastung (Spurfahren, höhere Achslasten und Kontaktdrücke) entstehen z.B. in mit Beton befestigten Kreuzungsbereichen, Busfahrbahnen und Kreisverkehrsanlagen keine Spurrinnen, Wellen, Aufquetschungen oder Aufwölbungen, sodass der Fahrkomfort gesichert ist. Öl und Treibstoff greifen Beton nicht an [1].

Wenn doch einmal die Erneuerung von Betonplatten oder -plattenteilen erforderlich wird – z. B. nach Aufgrabungen für den Leitungsbau, ist dies innerhalb weniger Stunden machbar. Ermöglicht wird das durch die Verwendung von frühhochfestem Straßenbeton (Schnellbeton). Hier werden durch Einsatz von Zementen einer hohen Festigkeitsklasse mit hoher Anfangsfestigkeit (z.B. ein CEM 42,5 R) in Verbindung mit einem Fließmittel und Frischbetontemperaturen von mehr als 20 °C die gemäß ZTV Beton-StB für Betonfahrbahndecken erforderliche Druckfestigkeit von mindestens 26 N/mm²  sehr schnell erreicht, so dass die Strecke nach kurzer Zeit für den Verkehr freigegeben werden kann.

Die gegenwärtigen Herstellkosten für Betondecken liegen zwar etwa um 10 % bis 20 % höher als vergleichbare Asphaltflächen [2]. Eine Langzeitbetrachtung unter Beachtung des Erhaltungsaufwands sowie einer Ökobilanzierung kann aber deutliche Vorteile der Betonbauweise ergeben.

Schallschutz

Maßnahmen zur Lärmminderung sind in den dichtbewohnten Städten und Gemeinden von besonderer Bedeutung. Eine Maßnahme unter vielen ist hierbei die Minderung der Reifenfahrbahngeräusche, auch Rollgeräusche genannt, im Straßenverkehr. Fahrbahntextur und Reifenprofil beeinflussen den Pegel maßgeblich. In der Reifenaufstandsfläche kommt es zu Kompressions- und Dekompressionseffekten, die Schall erzeugen. Die Textur und auch das elastische Verhalten der obersten Schicht der Fahrbahnoberfläche beeinflussen in hohem Masse die Stärke der entstehenden Reifenfahrbahngeräusche.

Bei der Betonfahrbahndecke mit Waschbetonoberfläche wird auf dem fertig eingebauten Oberbeton ein Kontaktverzögerer aufgesprüht. Nach etwa 8 bis 24 h – je nach Witterung – wird der Feinmörtel weggebürstet, sodass eine Rautiefe von etwa 1,0 mm entsteht. Gegenüber herkömmlichen Asphaltbelägen ermöglichen Betonfahrbahndecken mit Waschbetonoberfläche Lärmreduktionen von 2 bis 3 dB. Diese Bauweise führt zusätzlich zu einer hohen Griffigkeit und durch den Abtrag der oberen Feinmörtelschicht zu einer höheren Dauerhaftigkeit [1]. Der gleiche Effekt kann im Grinding-Verfahren erreicht werden, bei dem der Beton durch nachträgliches Schleifen Beton fein gerillt wird.

Die Emission von Reifenfahrbahngeräuschen durch mit Betonsteinpflaster befestigten Verkehrswegen ist abhängig von [10]:

  • Größe, Format und Rauheit der Steine,
  • Verlegemuster,
  • Ebenheit der Stein- und Deckenoberfläche,
  • Fugenabstand sowie Fugen- und Fasenbreite.

Zahlreiche Betonpflasterstein-Systeme ermöglichen bei entsprechender Verlegung ebenso leise Verkehrsflächen wie mit üblichen Asphaltbelägen befestigte. Dies trifft insbesondere auf Betonpflastersteine mit ebener Oberfläche und relativ glatter Textur zu, deren Bedarf je Quadratmeter Fläche 36 Stück (bei Verbundsteinen 39 Stück) nicht übersteigt und deren Fugenabstand mehr als 150 mm (bei Verbundsteinen 110 mm) beträgt. Das Verlegemuster hat für diese Steine bei Fugenbreiten einschließlich der Fase bis 8 mm keinen Einfluss, bei Fugenbreiten bis 12 mm ist eine Diagonalverlegung vorzusehen. Größere Fase, unebene Oberflächen sowie kleine Steine wirken geräuscherhöhend [10].

Verbesserung des Stadtklimas

In heißen Sommern macht sich der Unterscheid zwischen Stadt- und Landklima besonders bemerkbar. Stadtgebiete heizen sich durch Mehrfachreflexion der Wärmestrahlung an den Häuserfronten überdurchschnittlich auf. Straßen nehmen etwa 10 % der Fläche eines Stadtgebiets in Anspruch. Hier ist daher die Wahl eines Straßenbaustoffs mit hohem Reflexionsvermögen sinnvoll. Beton kann aufgrund seines im Vergleich zum Asphalt deutlich höheren Reflexionsvermögens dazu beitragen, die Oberflächentemperaturen und damit die Temperaturen des gesamten Umfeldes in den Sommermonaten zu reduzieren [3].

Mit speziellen Betonoberflächen aus photokatalytisch aktivem Zement mit Zusätzen aus Titandioxyd könnte allein in Wien die Belastung um fast 25 Prozent gesenkt werden. Der Katalysator Titandioxyd fördert dabei die Zersetzung der Stickoxyde [3].

Aufbau und Bemessung

Übliche Oberbaukonstruktionen für die Bauklassen IV bis VI nach RStO [5]

Die Fahrbahnbreiten für kommunale Straßen ergeben sich aus den „Richtlinien für die Anlage von Straßen“, Teil: Querschnitte (RAS-Q) [4]. Die Bemessung für den Aufbau und die Ermittlung der Schichtdicken des Oberbaus erfolgt in der Regel gemäß den RStO [5]. Die Bauklasse ist dabei entsprechend der Verkehrsbeanspruchung und dem Verwendungszweck zu wählen. Liegen keine besonderen Beanspruchungen vor, sind für Sammel- und Anliegerstraßen die Bauklassen IV bis VI maßgebend.

Kreuzungs- und Einmündungsbereiche werden jeweils nach dem am stärksten belasteten Fahrstreifen der Anschlussstrecken bemessen. Für Busfahrbahnflächen, Kreuzungen und Kreisverkehrsflächen ergeben sich allgemein die Bauklassen II oder III.

Die Pflasterbauweise für Verkehrsflächen eignet sich für die RStO-Bauklassen III bis VI, auf denn nicht schneller als 60 km/h gefahren wird, da bei höheren Fahrgeschwindigkeiten aufgrund der Ebenheitsmerkmale der Bauweise ein eingeschränkter Fahrkomfort zu erwarten ist [9]. Die Abbildung zeigt den Aufbau einer befahrbaren Pflasterbefestigung und wesentliche zugehörige technische Regelwerke.

Im kommunalen Betonstraßenbau gelten – wie für den überregionalen Straßenbau – die von der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen e.V. herausgegebenen TL Beton-StB [6], ZTV Beton-StB [7] und TP Beton-StB [8]. Allgemeine Angaben sind auch unter Aufbau und Bemessung einer Straße mit Betonfahrbahndecke und Beton für Straßendecken zu finden.

Die genannten Regelwerke sind aber in erster Linie auf die Belange der Bundesautobahnen ausgelegt. Deswegen werden derzeit Merkblätter mit Ergänzungen zu den bestehenden Regelwerken für Stadt- und Landstraßen sowie für besondere Verkehrsflächen erarbeitet. Zu diesem Zweck wurde im Arbeitsausschuss 8.3 „Konstruktion“ der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswegebau ein Arbeitskreis 8.3.3 „Stadt- und Landstraßen sowie besondere Verkehrsflächen“ gegründet [2], der auf der Grundlage der bestehenden Regelwerke (z. B. RStO, RAL, RASt, RAA, TL-, ZTV-, TP Beton-StB) die spezifischen Besonderheiten des jeweiligen Anwendungsgebiets herausarbeiten soll. In sieben Bearbeitergruppen werden folgende Themen behandelt:

  • Aufgrabungen, Erhaltung und Anschluss an bestehende Flächen
  • Kreisverkehre und plangleiche Knotenpunkte
  • Busverkehrsflächen
  • Rastanlagen und Stellflächen für LKW
  • Stadtstraßen
  • Landstraßen
  • Whitetopping

Zusätzlich wird der Arbeitskreis Arbeitshilfen für die Erstellung von Leistungsbeschreibungen für die jeweiligen Anwendungsbereiche erarbeiten. Ein Weiterbildungskonzept zum Fachmann für den Betoneinbau - bezeichnet als B-StB-Schein – ergänzt das Gesamtkonzept.

Im September 2013 sind erschienen:

  • Merkblatt für Planung, Konstruktion und Bau von Verkehrsflächen aus Beton, Teil 1 „Kreisverkehre, Busverkehrsflächen, Rastanlagen“ [11]
  • Merkblatt „Whitetopping“ [12]

 

 

Weiterführende Literatur

[1]    Ehrlich, Norbert; Hersel, Otmar: Straßenbau heute – Betondecken.

[4]    Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen e.V.:
Richtlinien für die Anlage von Straßen – Teil: Querschnitt (RAS-Q)

[5]    Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen e.V.:
Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaues von Verkehrsflächen (RStO), Ausgabe 2001

[6]    Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen e.V.:
Technische Lieferbedingungen für Baustoffe und Baustoffgemische für Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln und Fahrbahndecken aus Beton, Ausgabe 2006 (TL Beton-StB)

[7]    Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen e.V:
Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für den Bau von Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln und Fahrbahndecken aus Beton, Ausgabe 2006 .: ZTV Beton-StB

[8]    Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen e.V.:
Technische Prüfvorschriften für Baustoffe und Baustoffgemische für Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln und Fahrbahndecken aus Beton, Ausgabe 2007 TP Beton-StB

[9]    Betonverband Straße, Landschaft, Garten e.V. (SLG) (Hrsg.):
Dauerhafte Verkehrsflächen mit Betonpflastersteinen - Richtig planen und ausführen

[10]    Zement-Merkblatt S17: Betonsteinpflaster für Verkehrsflächen. 1.2002

[11]    Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen e.V.: Merkblatt für Planung, Konstruktion und Bau von Verkehrsflächen aus Beton, Teil 1 „Kreisverkehre, Busverkehrsflächen, Rastanlagen“, Ausgabe 2013

[12]    Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen e.V.: Merkblatt „Whitetopping“, Ausgabe 2013

Literaturtipps

Straßenbau heute - Betondecken
Schriftenreihe der Beton- und Zementindustrie
€ 10,00

Details

Dauerhafte Verkehrsflächen mit Betonpflastersteinen
Richtig planen und ausführen
€ 21,50

Details

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